摘要 由于都市地铁的建设发展以及地下水的埋藏深度愈来愈大、地质状况的日益变化、建设过程中只追求进度而忽视了防水施工质量与过程管理等原因,地下车站施工的漏水频率愈来愈高,所以进行地铁车站漏水防范和有效地渗漏水治理十分必要。文章根据国家、行业和地区相关规范和标准并结合成都市地铁施工的特色与实践,开展了较深入的调查研究,总结了施工质量管理、监控和检验方面的实践经验,为现场作业技术人员提出了简单适用、可备查、可使用的技术资料。
关键词 轨道交通;防渗漏;渗漏治理
中图分类号 U231.96 文献标识码 A 文章编号 2096-8949(2022)12-0120-04
收稿日期:2022-04-18
作者简介:邹浩(1990—),男,本科,中级工程师,研究方向:轨道交通。
0 前言
以成都轨道交通6号线三期工程(原11号线一期工程)为例,线路全长22.0 km,共设站18座,全为地下敷设,该线路地质比较破碎,地下水位较高,该文根据不同地下车站的渗水情况,通过详细调查分析,针对性地分析渗漏原因并采取治理措施,取得了良好的效果,为类似地铁地下工程渗漏的防治提供借鉴。
1 渗漏水预防的重要性
作为百年工程,地铁工程渗漏水是一直是地铁地下工程的一个薄弱环节,不仅影响结构安全还会增加堵漏经济成本,还会影响企业形象,因此解决渗漏水预防问题是地铁地下工程施工质量控制的首要任务。
2 地铁渗漏水控制
2.1 混凝土自防水性能控制
在混凝土结构中,混凝土构造自防水性主要指的是在浇筑的过程中以混凝土构造自身的密实度为基准,来实现保温功能的技术要求与措施。
2.1.1 地下结构自防水体系
地下室构造中应当尽量使用高性能的防水混凝土。重视混凝土的防水特性,进行混凝土坍落度、水灰比、用沙率等技术指标的控制,防水混凝土抗渗性等级应该按照施工埋深度确定,并不能低于P8,明挖车站结构防水设计体系详见表1。
(1)明挖结构的防水混凝土还应符合下列规定:
①结构厚度不低于300 mm;变形缝处混凝土构件的厚度不应低于350 mm。
②迎水面钢筋保护层厚度不应低于35 mm。
③防水混凝土的流动性、粘聚性、保水性,应当符合有关规定。
(2)为进一步提高混凝土结构的自密性、改进混凝土结构质量,必要时可在特定部位的结构中使用复合型外加剂建筑材料,如(钢、高分子)玻璃纤维等。
2.1.2 地下结构混凝土工程质量保证措施
(1)车站主体结构的侧墙迎水面上不得使用对拉螺栓,而应当使用斜撑结构或者其他便于结合防水工程的模板支撑体系建设。
(2)两模具之间或模板与混凝土面连接处,事先贴双面胶带严密接口缝隙以防渗漏。相邻的二个模块在装配时,首先用定位销紧固,然后再将固定螺钉锁紧并加好支撑。
(3)侧墙防水混凝土浇筑中尽量使用大钢模板,并进行模具密封处理,避免走浆、错位,模具拆除后提高混凝土结构尺寸的精确度,避免蜂窝麻面等工程质量问题的出现。
(4)混凝土入模后,须适时调整时间,用混凝土振捣棒振捣时一般每个点25~40 s,操作时快插慢拔保证每点充分振捣;振捣时防止碰撞模板、钢筋以及安装的预埋件等;由于混凝土需要进行振捣棒振捣密实,因此现场需要配备有相应的振捣棒。
(5)混凝土浇筑完成后,在混凝土终凝前须进行二次人工收光抹面,检查混凝土表面压浆、收光情况,结构板上不得留下脚印、施工工具等痕迹。
(6)車站框架柱混凝土:拆模之后迅速用塑料薄膜将裸露的水泥表层覆盖,覆盖时限不少于14日;车站侧墙混凝土:对于拆除模板及支架的墙面可通过安装喷淋系统进行洒水养护或者包裹土工布进行保湿养护。
2.2 防水卷材施工质量控制
2.2.1 防水基面施工质量控制
(1)底板垫层。基面应相对平整,无疏松、空鼓、无裂缝、无明显积水,并清理干净。
(2)围护结构侧墙:
①喷射混凝土施工完毕且未初凝前,采用钢抹子抹压喷射混凝土基层,使其表面无尖锐石子等突出物。喷射混凝土基层表面应圆滑平顺。为防止混凝土回弹造成上层已完工混凝土污染,下层喷射混凝土后,须对上层混凝土采取覆盖保护措施。
②在条件许可的情况下,建议采取模筑混凝土代替喷射混凝土。
③密贴型的地下构造,为提高防水施工时基面平整性和干燥性能,桩间引流采用暗排至基坑底部,然后在底板采用盲沟抽排。
(3)阴阳角部位。阴角部位均用1∶2.5混凝土砂浆制成50×50 mm的钝角或R≥50 mm的圆角,阳角应凿出30×30 mm的钝角或R≥30 mm的圆角,同时用1∶2.5混凝土砂浆。
2.2.2 防水卷材铺设质量控制
(1)平面卷材的铺设:
①将平面防水卷料空铺于基层表面,主体材料面向迎水面,根据基面情况进行机械固定。
②确保卷材防水层的基层表面平整、干净、无水珠。
③搭接前应清除钢筋搭接部位的主要材质上的油渍、污垢。
④卷材的铺贴搭接长度不宜少于100 mm,且搭接隔离层时应该撕掉,并边撕边进行自粘调整搭接长度,最后用风压平整。
⑤搭设缝上下层卷料时应平顺,与二层建筑的防水卷材密贴,不能产生空鼓、翘边、皱褶。
⑥在地砖铺贴双层卷材之后,上下二层与相邻二个卷材防水层的连接处须互相错开约1/3-1/2幅长,并且二个卷材之间不能互相垂直瓷砖铺贴。
(2)立面卷材的铺设:
①严密贴合基面,防止空鼓;上部加强固定,采取防止卷材下滑的措施。
②正立面铺设时采取机械定位,固定点在卷材边缘约20 mm处,定位间隙为30~40 cm。
③采取上幅压下幅的铺设方式,幅面的搭接高度为10 cm;搭接前,应清除搭接部位的油渍、污垢。
④所连接的缝隔离薄膜均宜撕掉,并边撕边完成自粘连接。搭设缝上下层卷搭接时应当平顺,上下层防水卷材应密贴,但不能产生空鼓、翘边、皱褶。
⑤相邻短的边搭缝要错开至少30 cm,以避免防水卷材重叠。
⑥卷材防水时必须留足预留部分,留出部分高于混凝土完成后表面高度不得低于20 cm,并且在许可要求的前提下应高于预留钢筋接头部分不得低于20 cm,才能确保后期的建筑防水卷料施工质量。
(3)卷材长边搭接:
①长边搭贴缝用卷材中预留的不小于100 mm长度的自粘搭接边加以连接。
②长边搭接缝不密实时,采用封口盖条加强。
(4)卷材短边搭接:
①短边搭接缝无法实现自粘搭接,可采用封口盖条进行搭接。
②短边搭接缝也可在搭接缝双层卷材之间设置搭接胶带,将上下两层卷材紧密粘结,然后采用封口盖条进行加强。
2.3 施工缝施工质量控制
(1)在施工缝混凝土达到规定强度之后,必须进行全面凿毛,露出新鲜水泥表面,且不得有浮浆,松散石等,并利用高压水枪或风管清理干净。
(2)在垂直施工缝浇灌混凝土之前,应将其表面清洗干净,然后再涂刷混凝土界面处理剂以及水泥基渗透结晶型防水涂料并及时浇筑混凝土。
(3)在水平裂缝中浇灌混凝土之前,应将其表层浮浆和杂质全部清理,接着再涂刷混凝土界面剂以及水泥基渗透结晶型防水涂料,之后铺设约30~50 mm厚度的1∶1水泥砂浆,并及时浇筑混凝土[1]。
(4)将止水钢板焊接于结构钢筋上,搭设和交叉的连接距离不得低于50 mm,并使用双面满焊。止水钢板与钢边橡胶止水带所交错的区域,将止水钢板向外错开约10 cm。
2.4 顶板防水涂料施工质量控制
2.4.1 顶板防水基层施工质量控制
(1)确保涂料防水层的基层表面平整、干净、无水珠,气孔、凹凸不平、蜂窝、缝隙、起砂等,已修复处理。
(2)涂料施工前,基层阴阳角应做成圆弧形,阴角直径宜大于50 mm,阳角直径宜大于10 mm。
2.4.2 防水涂料涂刷施工质量控制要点
(1)在顶面处,应按标准提浆压光后涂干净、均匀、清洁、晾干,经验收合格后方可涂刷防水涂料。
(2)喷涂次序和剂量控制:涂层均匀厚度2.5 mm,喷涂3~4次,剂量3.8 kg/m2。
(3)涂料分块之间的搭接不低于200 mm。
(4)在阴阳角部位,应增涂2~4遍防水涂料,并增加第一层约2 mm厚的同质防水涂料层,防水涂料宜分层喷涂,在前层干燥之后方可喷涂上层,涂层的厚度宜满足工程设计需要。
(5)防水涂料宜分层喷涂,在前面一层干燥之后可喷涂最后一层,涂层厚度要满足工程设计要求。
(6)各层防水涂料应顺方向均匀喷涂,且先、后层的方向一定要垂直,应尽量避免雨天施工。
3 地铁工程产生渗漏水原因分析
通过现场踏勘与反复论证分析,指出产生渗水的大致成因包括:
(1)侧墙、顶板混凝土部分开裂,主要是由于水泥收缩造成的。
(2)施工缝处因存在凿毛不彻底,碎石颗粒杂质未能清除洁净,水泥基渗透结晶施工技术不合格,浇筑时有混凝土因振捣不彻底或漏振造成的混凝土不紧密,因而产生了漏水现象。
(3)在防火分隔处的止水带安设时可能会因部分存在定位不可靠,施工完毕后仍未能维护好,又或在混凝土结构施工过程中产生翻折变化、移动或受损伤,从而造成止水带产生偏位、裂缝等,产生渗漏水的现象[2]。
(4)变形缝、施工裂缝止水带周边水泥浇筑不严密而发生泄漏。
(5)大量蜂窝麻面是由现场浇筑不严密或欠震、漏振及水泥离析引起。
(6)因抢工期混凝土浇筑速率过快,先节段浇筑完成后,未能完全满足混凝土内应力释放的最短时间,而抢先完成后节段的混凝土浇筑。在气温变动很大时候,由于结构体内形成巨大深度裂隙而产生漏水。
4 地铁工程渗漏治理
4.1 混凝土不密实渗漏治理
4.1.1 点渗漏治理
施工工艺流程图见图1。
(1)确定建筑结构渗漏水状况,并标记渗漏水部位。
(2)在渗漏水处直接钻孔,孔深200 mm,孔径14 mm。
(3)在渗漏水点的注浆孔位外缘再钻两个小孔,一个是辅助注浆材料孔,孔深150 mm,口径为14 mm;另一輔助小孔则是排气孔,孔深150 mm,孔径14 mm。
(4)在注浆料孔用高压水及高压空气,清洗洁净后安设注浆料口。
(5)将注浆洞的周围水泥基面材料全部凿毛并重新冲刷一遍。
(6)凿毛的混凝土面上涂高强度堵漏材料,厚度3 mm,要求平顺,厚度均匀,无裂缝。
(7)注浆:方法按施工缝注浆的方法操作,当排气孔渗出浆液时封闭注浆孔及排气孔。
(8)浆液固化后,清理注浆针头及混凝土多余材料,保持基面清洁干燥。
4.1.2 大面积渗漏有明水时的治理
(1)确定建筑结构渗漏水状况,标记渗漏水部位。
(2)在大面积渗漏水区域内选择渗漏水集中部位钻孔导流,让混凝土中的雨水从管道排出,钻孔深200 mm。
(3)埋设注浆材料针头,注浆针头既可作为引水管,也可注浆使用,通过快速堵漏处理材料固结和封闭注浆材料的针头根部,以防止水由注浆针头排出。
(4)用钢丝刷或打磨机去除表层水泥、返碱、尘土、污垢等,使基面完全平整,在结构面上若出现了蜂窝麻面必须处理到露出新鲜石子同时用水冲刷干净。
(5)加水后充分浸入施工基面,以使混凝土结构表面获得足够的湿度,完全润透之后再清除表层积水,以保证混凝土基面潮湿而无明水。
(6)分两遍喷涂水泥基渗透结晶防水材料,第一次用量为0.7~0.8 kg/m2,涂抹太厚养护不易,涂抹太薄失水太快涂料会形成粉化,在第一次涂料到达初始凝固(约1~2 h)而仍呈现湿潮状时才开始,如第一次涂料发白,须用水润湿后再开始第二遍喷涂。
(7)待混凝土基渗透结晶防水涂料充分稳定之后,再使用高压注浆料机械进行注浆的方法,注浆材料一般采取由外向里,从高至低,使大面积的分散点渗出水,最后再聚焦于几点渗出水[3]。
(8)在最后集中渗漏水点,采取封闭的集中注浆材料,将注浆分为二次注浆,在第一次注浆完成10 min后,进行第二次注浆。
(9)浆液固化后,清理注浆针头及多余材料,保持基面清洁干燥。
4.1.3 大面积渗漏无明水时的治理
混凝土结构的大面积漏水仅因基础面受潮无明水时,可先把受潮混凝土的基础面击成黄麻面(不准许凿除或破坏混凝土表面)并多遍涂抹高渗透性水泥的结晶防水砂浆,然后抹压聚合物防水砂浆至2~3 mm。如出现明显的渗漏点,再采取钻孔注浆止水。
4.2 施工缝渗漏水治理
(1)确定建筑结构渗漏水状况,标记渗漏水部位。
(2)施工缝布孔:注浆后的钻孔应交相错地排列于施工缝两端,且钻孔方向宜斜穿过施工缝,至止水带迎水面,且钻孔方向与施工缝的水平间距为200~300 mm,钻孔距离为300~500 mm,且孔径不得超过20 mm,斜孔倾角θ为45°~60°。
(3)使用高压水流或高压气体,冲洗干净注浆孔。
(4)安装注浆针头,采用注浆机加压注浆,注浆结束后,及时清除基面多余材料,保持基面清洁干燥;
(5)沿施工缝、后浇带左右两侧 200 mm范围内的基层表面分两次涂布水泥基渗透结晶型防水涂料和聚合物水泥防水砂浆。
4.3 变形缝漏治理
(1)根据现场渗漏水部位的实际情况,结合设计文件的内容,查明止水带埋深深度及止水带宽度,确认、标记渗漏水部位。
(2)对变形缝缝内的失效填充物与嵌接料一共清理100 mm,并要求在100 mm内做到完全清洁。
(3)缝内填充物清理完毕后重新装填成70 mm深的优质发泡高压聚丙烯闭洞型聚苯乙烯泡沫塑料条。
(4)缝内安装注浆管至止水带,间距500 mm,用堵漏材料临时固定注浆管。
(5)采用高压注浆机对注浆管进行注浆,注入柔性改性环氧注浆料。
(6)检查注浆材料后无渗漏水,清除注浆料管,并清除表面堵漏法的胶结材料。
(7)缝内填充环氧树脂建筑密封胶,厚度30 mm。
(8)按变形缝方向在结构顶板与墙面安装不銹钢接水槽,用机械紧固,与水泥结合部位应紧密,通过环氧树脂建筑密封胶封堵严密并与排水系统连接。
5 结语
该线路地下地铁车站工程地质普遍比较破碎,地下水位高,渗漏较严重。该文通过从设计要求、防水材料技术指标、细部做法、防水施工工艺及混凝土结构密实性几个方面入手,明确了防水设计、施工相关要求,提出了现场管理及施工操作要求,通过多种防渗堵漏新工艺、新材料的应用,在后期新开站点的防渗漏及前期先开站点的堵漏都取得了良好的效果,充分说明了该文中防渗漏技术及结合现场实际采用的多种施工工艺在堵漏施工各方面都是切实可行的,一方面为相关工程的施工积累经验,另一方面对地铁地下暗挖工程、地铁盾构工程的防渗堵漏技术也是一个积极的探索。
城市地铁工程在承建过程中容易出现渗水问题,造成这种现象的主要原因在于混凝土浇筑、防水工程、施工缝、变形缝等过程施工质量未有效保证,基于以上原因,施工单位需在总结以往防水经验的同时制定有效措施解决不同原因渗水问题。做好地铁地下工程渗漏的预防及渗漏的治理,以保证地铁在后期运营过程中不渗漏,进一步保证地铁车站运营的安全。
参考文献
[1]地下防水工程质量验收规范: GB50208—2011[S]. 北京:中国建筑工业出版社,2011.
[2]岳蕾. 地铁工程渗漏水原因分析及防水施工技术[J]. 价值工程, 2019(9): 135-136
[3]曹俊发. 注浆法在地铁隧道裂缝渗漏处理中的应用[J]. 山西建筑, 2005(6):125.